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(共67张PPT)
第2讲　二氧化碳的性质和制法
写出图中反应的化学方程式。
①　 　;
②　 　;
③　 ;
④ 　;
⑤　 　;
⑥　 　;
⑦　 　;
⑧　 　;
⑨　 ;
⑩　 ;
即可)
二氧化碳的性质、用途与对环境的影响
1.CO2的性质
(1)物理性质
通常情况下,二氧化碳是无色、无气味的气体,密度　 　,
　 　溶于水。固态二氧化碳叫作“　 　”。
(2)化学性质
①一般情况下,既不能燃烧,也　 　。
比空气大
能
干冰
不支持燃烧
②不供给呼吸。
③与水反应生成碳酸(化学方程式:　 　),碳酸能使紫色石蕊溶液变红;碳酸不稳定,容易　 　(化学方程式:
　 　),受热时气体逸出,红色石蕊溶液又变成
　 　。
④与石灰水反应
　 　。
发生分解
紫色
2.CO2的用途
3.CO2与CO的鉴别与除杂
(1)鉴别
方法 现象与结论
通入澄清石灰水中 使澄清石灰水变浑浊的是　 　
通入紫色石蕊溶液中 使溶液变红的是　 　
通过灼热的氧化铜 有亮红色固体生成的是　 　
点燃 能燃烧的是　 　
CO2
CO2
CO
CO
(2)除杂
物质 (括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量灼热的　
CO(CO2) 依次通过足量的　 　溶液、　 　
通过足量灼热的　
氧化铜
氢氧化钠
浓硫酸
炭粉
不能采用点燃的方法除去二氧化碳中的少量的一氧化碳,因为少量的一氧化碳不能被点燃。
4.CO2对生活和环境的影响
(1)自然界中CO2的循环:
二氧化碳
氧气
(2)CO2对环境的影响——温室效应
①加剧原因:空气中的二氧化碳等温室气体含量过高。
②危害:全球气温升高,两极冰川融化,海平面升高,淹没部分沿海城市;使土地沙漠化,造成农业减产等。
③防治措施
a.减少使用　 　。
b.开发新能源,如　 　等。
c.采用物理或化学方法人工吸收CO2。
d.大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林。
(3)“低碳”生活
①概念:人们在生产生活中所耗用的能量要尽量减少,从而降低二氧化碳的排放量。
②做法:使用清洁能源、减少私家车的使用、出行多步行或骑自行车等。
化石燃料
太阳能、风能(合理即可)
1.(2023连云港)取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验:
步骤 实验操作 实验现象
① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色
② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化
③ 第三朵纸花直接放入盛满CO2的集气瓶中 纸花颜色无明显变化
④ 第四朵纸花喷上水后,再放入盛满CO2的集气瓶中 纸花由紫色变成红色
D
2.为了除去一氧化碳中的二氧化碳气体,最好采用的方法是( )
A.通入氢氧化钠溶液中
B.通入灼热的氧化铜
C.使气体通过灼热的炭粉
D.使气体通过灼热的铜网
A
CO2的制取
1.工业制法:高温煅烧石灰石,化学方程式为
　 。
2.二氧化碳的实验室制取
(详见[核心实验　精要研析])
3.下图为初中化学常见气体的发生与收集装置。有关这些装置的说法不正确的是( )
A.装置Ⅰ可作为固体加热制取气体的发生装置
B.装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替
C.装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大,且不与空气中各成分反应的气体
D.装置Ⅴ可以用于收集H2、O2,也可以
用于实验室收集CO2
D
二氧化碳的性质与用途
[例1]二氧化碳是常见的气体,小林组织学习小组做了如图所示的五个实验探究其性质。
(1)甲发生反应的化学方程式是
　 　。
(2)一段时间后,乙中观察到的现象是　 　;发生反应的化学方程式为　 　。
(3)二氧化碳是常用的灭火剂,这利用了二氧化碳　 　(填字母)的性质。
A.密度比空气大 B.不可燃
C.不支持燃烧 D.不供给呼吸
(4)下列关于实验丁、戊的说法中,正确的有　 　。
A.戊能证明二氧化碳能溶于水
B.戊能证明二氧化碳能与水发生反应
C.对比丁和戊能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应
D.向丁中继续加入稀盐酸产生气泡,证明丁中二氧化碳与氢氧化钠发生了反应
湿润的紫色石蕊小花变红色
ABC
ACD
对无明显现象的反应,可通过检验生成物的存在确定反应是否发生。如通过检验水中通入CO2后溶液显酸性(用酸碱指示剂检验)确定CO2和水能发生反应,通过检验碳酸盐的存在确定CO2和NaOH发生反应等。
碳及碳的化合物间的转化
[例2]归纳整理是学习化学的重要方法。下图涉及的是初中化学常见物质及反应,甲、乙、丁中至少含有一种相同的元素。其中“→”表示一种物质通过一步反应可以转化为另一种物质,“—”表示相连两种物质可以反应。(反应条件、部分反应物、生成物已略去)
下列说法错误的是( )
A.若甲能使带火星木条复燃,则丁可能具有还原性
B.若丁可用于治疗胃酸过多,则甲可能是胃液中含有的酸
C.若乙、丙含有相同的金属元素,则丙、丁可以发生复分解反应
D.若丙、丁常温下都是黑色固体,则乙→CO2的反应可以为置换反应
D
[变式训练1] (2023成都)生活中含碳物质种类繁多、应用广泛。根据如图回答问题。
(1)图甲中物质的类别未包括　 　(填字母)。
a.酸　b.碱　c.盐　d.有机物
(2)图甲中物质转化可通过分解反应实现的是　 　(填序号)。
甲
乙
b
⑥⑧
(3)CO与CO2性质有很大不同的微观解释是　 _
　。
(4)图乙实验能否证明二氧化碳与水发生了化学反应 判断并说明理由
　 　。
(5)用熟石灰吸收CO2可以固碳。根据化学方程式计算,吸收8.8 g CO2至少需要熟石灰的质量为　 　。
1个二氧化碳分子比1个一
氧化碳分子多1个氧原子
不能,缺少CO2能否使石蕊变红的对比实验
14.8 g
气体的制备
[例3](2023贵州)具备基本的化学实验技能是学习好化学的保障,实验室用图中的装置进行气体的制取及性质实验。
A　 B　 C　 D E F
(1)若用装置AD制取气体O2,装置A中缺少的仪器是　 　,A中发生
反应的化学方程式为　 　;用D收集气体的最佳时机是　 。
(2)若用装置B为制O2的发生装置(反应时倾斜使固液混合),B中发生反
应的化学方程式为　 　。将产生的氧气通入装置F,热水中的白磷燃烧,白磷燃烧前后的现象对比可以说明　 _
　。
酒精灯
导管口有连续、均匀的气泡冒出时
燃烧需要
可燃物与氧气充分接触
(3)若用装置BC制取气体CO2,连接装置BC时,a端与b端相连接的理由是
　 　。B中发生反应的化学方程式为
　 　。将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体,实验现象为　 　。
二氧化碳密度大于空气
澄清石灰水变浑浊
[变式训练2] 如图是实验室制取气体的常用装置。
(1)采用B装置制取气体时应满足的条件是 　。
(2)若用固体反应物制取氧气,并粗略测定氧气的体积,则所选用装置的管口连接顺序为　 　(用字母表示)。
(3)若某气体只能用向上排气法收集,则该气体具有的性质是　 _
　。
固体和液体在常温下反应
a→d→c→e
气体易
溶于水,密度比空气大
实验突破5　二氧化碳的实验室制取
实验药品 稀盐酸和石灰石(或大理石) 实验原理 　 　(用化学方程式表示) 发生装置 及装置 特点 甲 操作简便 乙 便于　 _ 丙 便于　 _
丁
可　 _
_

添加
液体
控制反
应速率
随时控制
反应的发生
和停止
收集方法 应采用　 　法,原因是二氧化碳能溶于水且密度比空气大
验满方法 　 　,证明气体已集满
检验方法 把产生的气体通入　 　中,观察到　 _
　,则证明产生的气体为二氧化碳
向上排气
将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若燃着的木条熄灭
澄清石灰水
澄清石灰
水变浑浊
除杂
饱和NaHCO3溶液的作用:除去　 　
AgNO3溶液的作用:检验　 　
浓硫酸的作用:除去　
HCl气体
HCl气体是否除尽
水蒸气
【注意事项】
(1)实验室一般不用粉末状的碳酸钠、碳酸钾代替石灰石作反应物,因为前两者与液体反应剧烈,不利于收集产生的二氧化碳;也不选用稀硫酸与石灰石反应,因为生成物CaSO4微溶于水,会附着在石灰石表面,阻止反应的继续进行;不选用浓盐酸是因为浓盐酸具有挥发性,会导致制取的CO2气体不纯。
(2)用乙或丁制取气体时,长颈漏斗下端管口必须插入液面以下,形成液封,防止气体从长颈漏斗逸散。
[典例] (2023随州)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图,回答有关问题:
A　 B　 C　 D E F G H
(1)实验室常用石灰石和稀盐酸制取CO2气体,其反应的化学方程式是
　 　。
(2)为了得到干燥、纯净的CO2气体,产生的气流应依次通过装置　 　、
　 　(填装置编号),收集CO2气体选用的装置是　 　(填装置编号)。
(3)有人对气体发生装置A做如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中,如图H所示。改进后的优点是　 _
　。
D
C
E
能防止气体
从长颈漏斗中逸出(或形成液封或节约药品,合理即可)
1.如图是二氧化碳的相关实验,下列说法不正确的是( )
A.实验1可用于实验室制取二氧化碳
B.实验2说明二氧化碳密度大于空气
C.实验3说明二氧化碳不可燃,一般不助燃
D.实验4说明二氧化碳能与澄清石灰水反应
A
2.自然界中碳循环、氧循环如图,下列说法正确的是( )
A.植物呼吸作用放出氧气
B.化石燃料燃烧会大幅降低大气中氧气含量
C.植物光合作用可以将大气中CO2全部吸收
D.碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化
D
3.(2023江西)下列行为不符合“低碳生活”理念的是( )
A.走路上学 B.随手关灯
C.焚烧垃圾 D.植树种草
4.(2023广安)我国力争于2060年前实现“碳中和”,即CO2的相对“零排放”。下列做法与此相违背的是( )
A.随手关灯
B.严禁乱砍滥伐森林
C.“低碳”出行
D.露天焚烧垃圾
C
D
5.(2022扬州)制取、收集CO2并验证相关性质,下列做法不正确的是
( )
B
A.检查装置气密性 B.加入石灰石
C.收集CO2 　　 D.验证CO2不支持燃烧
6.(2022岳阳)如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是( )
A.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置②④组合
B.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
C.用装置③收集CO2,气体应从b端通入
D.要做铁丝燃烧实验,用④收集O2时建议留部分水
D
7.(2023重庆B)某兴趣小组利用注射器进行如图所示探究。请回答相关问题。
(1)图甲:注射器完好,手能推动活塞,这是因为　 　。
(2)图乙:仪器a的名称是　 　。用手向左推动注射器活塞,若观察到　 　,则装置的气密性良好。
分子间有间隔
长颈漏斗
长颈漏斗中形成一段稳定的水柱
(3)图丙:实验室制备CO2时,注射器中所装的试剂为　 　,反应后无块状固体剩余,取反应后的溶液,滴加Na2CO3溶液,若观察到　 _
　,说明反应物刚好完全反应。
稀盐酸
立即产
生白色沉淀,无气泡产生
8.(2022郴州)下图是实验室中常见的一些装置,请根据所学知识回答下列问题。
(1)仪器①的名称是　 　。
(2)实验室常用大理石和　 　(填“稀硫酸”或“稀盐酸”)制取二氧化碳气体,其反应的化学方程式是　 　。
长颈漏斗
稀盐酸
(3)如图E所示,将二氧化碳气体慢慢倒入放有点燃的蜡烛的烧杯中,观察到最下面的蜡烛火焰先熄灭,说明二氧化碳具有　 　、
　 　的性质。
不燃烧也不支持燃烧
密度比空气大
9.(2023包头)实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、大理石、稀盐酸、澄清石灰水6种药品以及下列仪器。按照要求回答问题:
(1)利用上述药品和仪器制取二氧化碳,你选择的药品是　 _
　,仪器是　 　(填序号),组装好仪器后必须进行的操作是　 　。
(2)写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式　 _
　。
大理石和稀
盐酸
①②③⑤
检查装置的气密性
CaCO3↓+H2O
(3)为验证CO2与NaOH能发生反应,将一支充满CO2的试管倒插入氢氧化钠溶液中(如图),摆动试管,观察到试管内液面上升。仅以此实验无法确定CO2与NaOH发生反应,请你补充实验证明二者能发生反应:　 _
_
_
　(写出实验操作和现象)。
将原装
置中的氢氧化钠溶液换成等体积水做对比实验,观察到试管内液面上
升高度低于原装置试管内液面高度(或取少量实验后溶液于试管中,
向其中加入氯化钙溶液,有白色沉淀产生,合理即可)
1.(2023云南)碳及其化合物存在如下转化关系:C→CO CO2 X(“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质)。下列有关说法错误的是( )
A.由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价依次升高
B.CO只能通过与O2反应转化为CO2
C.CO2可通过与C反应转化为CO,化学方程式为C+CO2 2CO
D.X可能是酸或盐
B
2.(2023眉山)根据如图,下列气体的实验室制法正确的是( )
A.选择甲装置制取CO2,X为稀硫酸
B.选择甲装置制取H2,Y为铜粒
C.选择乙装置既可收集H2也可收集CO2
D.选择乙装置干燥O2,气流方向为b进a出
C
3.(2022乐山)实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2的实验中,下列装置图能达到对应实验目的的是( )
D
A.制备CO2　 B.除去CO2中的HCl气体
C.干燥CO2　 D.排空气法收集CO2
4.(2023宜宾)元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳元素的部分“价类二维图”。下列说法正确的是( )
A.M为“混合物”
B.X点对应的物质只有一种
C.Y点对应的物质为CO2
D.CO可与Ca(OH)2反应生成CaCO3
C
5.碳及其部分化合物的转化关系如图所示,其中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是( )
A.X可以是单质或氧化物
B.反应物Y可以用来检验CO2
C.反应①不属于置换反应
D.打开碳酸饮料瓶盖时发生反应②
B
C
A.乙难溶于水
B.QM段对应的反应是②
C.甲可能是KOH
D.E、F点溶质不同
7.(2023赤峰)化学的基本特征是研究物质和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度:CO2属于　 　(填“单质”“氧化物”或“有机物”)。
(2)微观角度:我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲烷(CH4)和X。该反应的微观示意图如图所示,请你画出X分子的微观示意图:　 　。
氧化物
(3)性质角度:三百多年前,人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体,后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的性质是
　 　。
(4)应用角度:可用如图所示方法自制汽水来消暑解热。制取汽水时, NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
打开汽水瓶盖时,汽水会自动喷出来,说明气体在水中的溶解度与
　 　有关。
密度比空气大,不能燃烧,不支持燃烧
压强
(5)环保角度:促进低碳经济发展,实现碳达峰、碳中和的根本对策是控制CO2的排放量。请你提出一项可行措施:　 _
　。
减少化石燃料的燃烧(或植
树造林等)
8.(2022常德)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答下列问题。
(1)图中仪器①的名称是　 　。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是
　 　。
长颈漏斗
(3)实验室制取二氧化碳,可选用的收集装置是　 　(填字母),若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色,其原因是
　 　(用化学方程式表示)。
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷,应选用的发生装置是　 　(填字母);若用F装置收集甲烷,则气体从导管口　 　(填“a”或“b”)端进。
D(或F)
A
b
1.(2022辽宁)阅读下列短文,根据短文内容和所学知识回答问题。
“人类只有一个地球!”为防止温室效应进一步增强,可多措并举,控制二氧化碳的排放,或将其转化、再利用等。
二氧化碳经过聚合可以变成性能与聚乙烯相似的塑料,由这种塑料制成的薄膜埋在土壤里几天后就会被细菌吞噬掉。如果用这种材料制作一次性快餐盒的话,不但解决了二氧化碳造成的环境问题,也解决了白色污染问题。
树叶是大自然的杰作,它只用二氧化碳、水和阳光就能制造出有机物和氧气。人造树叶的原理很简单,由一块普通的硅太阳能电池将光能转化为电能,在催化剂与电流的共同作用下,像真正的树叶那样使水和二氧化碳转化为糖类并释放出氧气。
为控制二氧化碳的排放量,科学家采取新技术,将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4)和水。
(1)温室效应进一步增强可能带来的后果有　 　_
(任写一条即可)。
(2)用二氧化碳聚合成的塑料制作一次性快餐盒的优点是　 _
　。
(3)人造树叶可以将二氧化碳转化为　 　。
(4)文中将二氧化碳转化为乙烯的化学方程式是　 　。
冰川融化(或海平面上升等)
易降解,可
以解决白色污染问题
糖类
2.(2022江西)根据下图回答有关问题。
(1)图甲中仪器①的名称是　 　。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气,可从图甲中选择的发生装置是　　(填字母);使用装置D收集氧气时应从导管口　　(填“a”或“b”)端通入。
酒精灯
C
b
(3)实验室制二氧化碳的化学方程式为　 　。图甲中,与装置A相比,选用装置B制二氧化碳的优点是　 _
　。将产生的二氧化碳通入图乙装置,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,饱和澄清石灰水变浑浊,据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是　 　;若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出,但饱和澄清石灰水未变浑浊的原因是　 _
　。
可以控制反应
速率
能与水反应生成碳酸
二氧化碳中混有氯化
氢气体(或盐酸有挥发性等)
3.(2023扬州)CO2可用于灭火。
(1)①实验室用块状石灰石和稀盐酸制备CO2,该反应的化学方程式为
　 　。不使用块状石灰石和稀硫酸制备CO2,原因是　 _
　。(已知CaSO4微溶于水)
②下列仪器中,制备并收集CO2时需选用的是　 　(填字母),仪器E的名称为　 　。
稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的CaSO4会覆盖
在石灰石表面,阻止反应的继续进行
ACEF
锥形瓶
③下列干燥剂中,可用于干燥CO2的是　 　(填字母)。
A.碱石灰 B.浓硫酸
C.氢氧化钠固体
(2)如图甲所示,向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,再从进口A分别通入CO2、N2、He,改变通入的三种气体用量,测得火焰刚好熄灭时,通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如下表所示。
B
气体 CO2 N2 He
体积分数/% 17.65 27.15 23.84
三种气体中灭火效果最好的是　 　(填化学式)。
CO2
甲
乙
(3)研究KHCO3与CO2联合使用时的灭火效果。
①KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量,反应的化学方程式为2KHCO3 K2CO3+CO2↑+H2O↑。以初中所学燃烧和灭火的原理分析,KHCO3可用于灭火的原因有　 _
　。
受热分解吸收热量降低温度到可
燃物着火点以下、受热分解产生的CO2和水蒸气隔绝氧气
②向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,从进口A通入CO2,进口B加入KHCO3粉末。控制其他条件不变,测得火焰刚好熄灭时,KHCO3的用量与混合器中通入的CO2体积分数的关系如图乙所示。CO2体积分数在8%～10%内,随CO2体积分数的增加,使火焰熄灭所需的KHCO3用量不再减少,且燃烧器内残留的KHCO3增多,原因是　 _
_
_
　。
当CO2的体积分数达到8%
～10%时,燃烧器内的气体已不能支持CH4的燃烧;碳酸氢钾不再分解,
且通入的二氧化碳与反应生成的碳酸钾、水重新反应生成碳酸氢钾,
使碳酸氢钾增多
4.(2022苏州)二氧化碳的捕集和资源化利用是“碳中和”领域研究 热点。
碳捕集:捕捉烟气中CO2,将其再释放可实现资源化利用,相关物质转化如下:
(1)“颗粒反应室”中反应的化学方程式为　 _
　。
(2)上述流程中可循环使用的物质有　 　(填化学式)。
CaCO3↓+2NaOH
NaOH、CaO或Ca(OH)2
(3)检验淀粉的常用试剂是　 　(填名称)。
(4)绿色植物实现CO2到葡萄糖的转化过程称为　 　。
(5)阶段Ⅰ反应的微观过程如图甲所示。写出甲醇的化学式:　 _
　。
碘酒或碘水
光合作用
CH3OH或
CH4O
甲
乙
(6)阶段Ⅱ的物质转化如图乙所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。
①推测分子中氢原子数目:甲醇　 　(填“>”“<”或“=”)甲醛。
>
1
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